Oxford crea puerta lógica híbrida acercando la computación cuántica

La computación cuántica es el próximo gran salto tecnológico y en ella están trabajando -en secreto y en abierto- múltiples equipos disciplinares. Un desarrollo impulsado por el Nobel de Física 2012 concedido al francés Serge Haroche y el estadounidense David J. Wineland por sus trabajos en óptica cuántica, que analizaron la interacción entre luz y materia y sentaron bases consistentes para diversas aplicaciones, entre ellas la futura creación de una computadora cuántica. 

Lo último nos llega de un artículo de Nature que informa de la creación de una puerta lógica híbrida cuántica en la Universidad de Oxford. Ya conoces como frente a los bits de la computación tradicional capaces de adoptar un valor de 1 o 0, la información en computación cuántica se almacena en qubits (bits cuánticos) que pueden adoptar simultáneamente ambos valores (superposición)

Las puertas lógicas (también conocidas como compuertas lógicas) son básicamente los dispositivos electrónicos capaces de realizar las operaciones lógicas con estos «0» y «1». Obviamente son esenciales en cualquier circuito electrónico y también lo serán en computación cuántica.

En 2003, un equipo del Instituto Nacional estadounidense de estándares y tecnología (NIST) demostró una puerta lógica para iones de la misma especie permitiendo que la información cuántica pudiera ser transferida de un qubit a otro.

Ahora, los cerebritos de Oxford, dicen haber conseguido -por primera vez en la industria- una puerta lógica híbrida cuántica utilizando iones de distintos tipos, en este caso isótopos de calcio-40 y calcio-43. Dicen que es un avance importante.

¿Para cuándo una computadora cuántica?

Los resultados prácticos comerciales todavía están lejos. Si bien existe una clara visión de la forma de construir un ordenador cuántico, los científicos se están topando con una serie de obstáculos importantes. Un problema clave sigue siendo los factores de interferencia que influyen en la capacidad de control y la fiabilidad de los qubits, tales como defectos de la temperatura, el electromagnetismo y el material.

Problemas que podrían reducirse con un qubit tridimensional mediante un chip de zafiro desarrollado por IBM, una de las compañías que más avances parece estar logrando en computación cuántica.

Otras compañías como HP están trabajando en propuestas alternativas como The Machine hasta que la computación cuántica sea accesible en la industria. La máquina sumará la tecnología de HP memristor y la experiencia y la tecnología de memoria ReRAM no volátil de SanDisk. Memristor es un elemento de circuito pasivo, el cuarto de un circuito junto al condensador, resistencia e inductor, descrito en 1971 pero hasta hace poco años considerado un dispositivo hipotético.

Una revolución de la electrónica mundial ya que cambiaría la arquitectura básica de los chips avanzando en rendimiento y capacidad, rebajando el consumo y ofreciendo mejoras significativas de costes sobre las tecnologías DRAM. The Machine contará con un sistema operativo propio y usará electrones para el procesamiento, fotones para las conexiones y comunicación e iones para la memoria y almacenamiento.

Por supuesto se necesitarán nuevos materiales más allá del silicio y aquí tiene  protagonismo el grafeno. Descubierto en 2004, es el material más delgado y de mayor conductividad del mundo (los electrones se mueven entre 10 y 100 veces más rápido que con el silicio) por lo que su potencial le hace perfecto para rivalizar con el silicio como base para los chips utilizados en electrónica, computación y comunicaciones.

Grandes avances los que nos esperan con base en todas las investigaciones de computación cuántica que se están realizando y que tendrán aplicación en múltiples campos.